CN110337324B - 用于后处理系统的分解室 - Google Patents

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Abstract

用于后处理系统的分解室包括第一壁；第二壁；和第三壁。第一气室限定在第一壁和第二壁之间，第一气室沿着分解室的纵向轴线定位，第一气室限定第一气室内部容积。第二气室限定在第二壁与第三壁之间，第二气室位置沿着分解室的纵向轴线，使得第二气室围绕第一气室的至少一部分定位。

Description

用于后处理系统的分解室
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年1月16日提交的标题为“后处理系统的分解室”的申请号为201841001734的印度专利的优先权和权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及用于内燃(IC)发动机的后处理系统。
背景技术
排气后处理系统用于接收和处理由IC发动机产生的排气。一般排气后处理系统包括若干不同部件中的任一个以降低存在于排气中的有害废气的排放水平。例如，用于柴油驱动的IC发动机的某些排气后处理系统包括选择性催化还原(SCR)系统，系统包括配置成将NOX(部分NO和部分NO2)在氨(NH3)存在下转换成无害的氮气(N2)和水蒸气(H20) 的催化剂。
通常在这种后处理系统中，将排气还原剂(例如，诸如尿素的柴油机排放流体)喷射入SCR系统以提供氨源，并且与排气混合以部分降低 NOX气体。将排气的还原副产物与包含在SCR系统中的催化器流体连通，以将基本上全部的NOX气体分解成相对无害的副产物，这些副产物从后处理系统排出。
后处理系统通常包括SCR系统上游的分解室或分解管。将还原剂插入分解室中，该分解室用于提供通道，以允许在排气流入SCR系统之前分解、混合和分配还原剂和排气。常规的分解室具有相当大的轴向长度，这需要更多的封装空间，并且还可能在排气上施加更高的压降。此外，常规的分解室由于热管理不足而导致热损失，这导致形成还原剂沉积物。
发明内容
本文所述的实施方式总体上涉及用于后处理系统的分解室，并且具体地涉及U形分解室，该U形分解室包括被构造成接收排气第一部分的第一室和被定位在第一室外部并且被构造成接收排气第二部分的第二室。排气第二部分围绕第一室的至少一部分流动，以保持流过第一室的排气第一部分的温度。
在一实施例中，用于后处理系统的分解室包括第一壁；第二壁；和第三壁。第一气室限定在第一壁和第二壁之间。第一气室沿分解室的纵向轴线定位，第一气室限定第一气室内部容积。第一入口限定在第一壁和第二壁之间第一气室的第一端。第一入口构造成在垂直于纵向轴线的第一方向上接收排气的排气第一部分。第一出口限定在第一气室的与第一壁和第二壁之间的第一端相对的第二端上。第一出口构造成允许排气第一部分以与垂直于纵向轴线的第一方向相反的第二方向排出。第二气室限定在第二壁和第三壁之间。第二气室沿着分解室的纵向轴线定位，使得第二气室围绕第一气室的至少一部分定位。第二气室限定第二气室内部容积。第二入口限定在第二壁和第三壁之间至第一入口。第二入口构造成接收所述排气的排气第二部分，所述排气第二部分流入第二气室以便围绕第一气室流动并保持流过第一气室的排气第一部分的温度。
在另一实施例中，用于后处理系统的分解室包括第一壁；第二壁；和第三壁。第一气室限定在第一壁和第二壁之间。第一气室限定第一气室内部容积，第一入口限定第一壁和第二壁之间的所述第一气室的第一端，以及第一出口限定在第一壁和第二壁之间的与第一气室第一端相对的第二端。第二气室限定在第二壁和第三壁之间。第二气室位于第一气室至少一部分的周围。所述第二气室限定第二气室内部容积以及第二入口限定在第二壁和第三壁之间至第一入口，所述第二入口构造成接收所述排气的排气第二部分，所述排气第二部分流入第二气室以便围绕第一气室流动并保持流过第一气室的排气第一部分的温度。
应认为，以下更详细讨论的前述概念和附加概念的所有组合(假设这样的概念不相互矛盾)被认为是本文公开的主题的一部分。具体而言，出现在本公开结尾处的要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的主题的一部分。
附图说明
结合附图，根据以下描述和所附权利要求，本公开的前述和其他特征将变得更加明显。应理解的是，这些附图仅描绘了根据本公开的几个实施方式，因此不被认为是对其范围的限制，将通过使用附图以更多的特征和细节来描述本公开。
图1是根据一实施例的分解室的透视图。
图2是图1的分解室的后部横截面视图。
图3是图1的分解室的前部横截面视图。
图4是图1的分解室的俯剖横截面视图。
图5是图1的分解室的侧面横截面视图。
图6是图1的分解室的另一侧横截面视图。
图7是图1的分解室部分俯视图，示出位于其上的安装板。
图8是根据另一实施例的分解室的部分俯视图。
图9是图8的分解室的部分侧面横截面视图。
图10是根据另一实施例的分解室的后视图。
图11仍是根据另一实施例的分解室的后视图。
图12是图1的分解室的侧视图。
图13是图1的分解室的后视图。
图14是图1的分解室的部分前部横截面视图。
图15是图1的分解室的部分顶部横截面视图。
图16是根据另一实施例的分解室的第一气室的后视图。
图17是图16的分解室的部分前部横截面视图。
图18是根据另一实施例的分解室的侧面横截面视图。
图19是图18所示的分解室部分放大图。
图20是根据另一实施例的分解室部分的侧面横截面视图。
图21是图20的分解室的部分后部横截面视图。
图22是扔根据另一实施例的分解室部分的侧面横截面视图。
图23是图22的分解室的部分后部横截面视图。
图24是根据特定实施方式的分解室部分的侧面横截面视图。
图25是图24的分解室的部分侧面横截面视图。
图26是根据另一实施例的分解室部分的侧面横截面视图。
图27是图26的分解室的侧面横截面视图。
图28是根据另一实施例的分解室部分的侧面横截面视图。
图29是图28的分解室的部分后部横截面视图。
图30-33是计算流体动力学(CFD)模拟，其示出流经图1的分解室的排气的热梯度。
对附图的参考贯穿下文详细描述。在附图中，除上下文另有说明，相似的标记通常代表相似的部件。在详细描述中的说明性实施方式、附图和权利要求并不意味着限制。可以利用其它的实施方式，并且可以做出其他改变而不脱离这里提出的主题的精神或范围。将容易理解的是，如本文通常描述的和在附图中示出的本公开的方面可以以各种各样的不同配置进行布置、替换、组合和设计，所有这些都被明确地考虑和作为本公开的一部分。
具体实施方式
本文所述的实施方式总体上涉及用于后处理系统的分解室，并且具体地涉及U形分解室，该U形分解室包括被构造成接收排气第一部分的第一室和被定位在第一室外部并且被结构为接收排气第二部分的第二室。排气第二部分围绕第一室的至少一部分流动，以保持流过第一室的排气第一部分的温度。
后处理系统通常包括SCR系统上游的分解室或腔。将还原剂插入分解室中，该分解室用于提供通道，以允许在排气流入SCR系统之前分解、混合和分配还原剂和排气。常规的分解室具有相当大的轴向长度，这需要更多的封装空间，并且还可能在排气上施加更高的压降。此外，常规的分解室由于热管理不足而导致热损失，这导致形成还原剂沉积物。
本文描述的分解室的各种实施方式可以提供益处，例如包括：(1) 对流经分解室的排气温度进行热管理；(2)提供受控质量流量分流；(3)在排气中产生涡流以增强还原剂与排气的混合；(4)将还原剂喷射器与分解室内的较高排气温度隔开；(5)增强还原剂与排气的分解、混合和分配，从而减少还原剂沉积物；(6)最大化均匀性指数和还原剂蒸发以使还原剂沉积物最小化；和(7)提供紧凑的封装，这减少了包括本文所述的分解室的后处理系统上的空间要求，并且同时降低了成本。
图1-6示出根据一实施例的分解室100的各种视图。分解室100包括第一壁1、第二壁3、第三壁、形成在第一壁1和第二壁3之间的第一室110 以及由第二壁3和第三壁5形成的第二室120。分解室100被构造成接收来自发动机(例如，柴油机、汽油机、生物柴油机、天然气和/或双燃料发动机)的废气(例如柴油机废气)，并且允许在将排气连通到SCR系统之前将还原剂与排气混合。
最好如图5所示，第一室110包括限定在第一壁1和第二壁3之间的第一气室114。第一气室114沿着分解室100的纵向轴线AL定位。第一气室 114限定第一气室内部容积118。第一气室114可以具有任何合适的形状，例如球形、方形、矩形或任何其他合适的形状或其组合，并且可以由任何合适的材料形成(例如，诸如铝、不锈钢、合金等的金属)。第一入口112被限定在第一气室114的第一端。第一入口112构造成在垂直于纵向轴线AL的第一方向上接收排气的排气第一部分。例如，第一入口112可以与发动机的发动机排气流体联接，以从其接收排气第一部分。在其他实施例中，第一入口112可以相对于纵向轴线以任何适当的角度定向，例如0度至360度之间的任何角度。
第一还原剂插入端口119也被限定在靠近第一入口112的第二壁3 中。喷射器(例如，图10-11中所示的喷射器390)可以通过第二室120的第二气室124中限定的第二还原剂插入端口129流体联接至第一还原剂插入端口 119，如下文更详细地描述，并且被配置为在第一气室内部容积118中插入还原剂(例如，尿素、柴油机排气流体、尿素水溶液、气态尿素、氨等)。还原剂与流入第一气室内部容积118的排气混合，以促进排气成分(例如包含在排气中的NOx气体)的分解。
第一出口116也限定在第一气室114的与第一壁1和第二壁3之间的第一端相对的第二端上。第一出口116构造成在与垂直于纵向轴线AL的第一方向相反的第二方向上从第一气室114排出。在其他实施例中，第一入口112 可以相对于纵向轴线以任何适当的角度定向，例如0度至360度之间的任何角度。换言之，分解室100大致为U形。第一出口116可以流体联接到SCR系统以便将排气连通到其上。以这种方式，分解室100可以具有紧凑的尺寸，这需要比传统分解室更小的封装空间，并且在排气流过第一气室114时对排气施加较少的压降。第二凸缘4可定位在出口处并且构造成将第一出口116联接到后处理部件(例如SCR系统)。
在特定实施例中，多个挡板130可定位在第一入口112上。多个挡板130可以构造成引导排气流入第一气室内部容积118。通过引导流动，多个挡板130防止还原剂沉积物撞击位于第一入口112上游的任何后处理部件(例如，颗粒过滤器)。多个挡板130还可例如通过改变多个挡板130中的每一个之间的开口和/或多个挡板130的倾斜角度来管理排气流，允许还原剂喷雾形成并且使能还原剂沉积物的均匀分布在第一气室114的宽度上。
在一些实施例中，混合器160可定位在第一还原剂插入端口119下游的第一气室内部容积118内，例如在由第一气室内部容积118限定的排气流动路径内的中间。如图4所示，混合器160可包括具有多个翼片162的交叉叶片式混合器。混合器160被构造成将与还原剂混合的排气流均匀地分配穿过第一气室114的宽度上，使得还原剂液滴二次雾化，防止由于排气第一部分从第一入口112进入第一气室114时，在排气第一部分的排气流动方向的急剧变化而引起的再循环和/或流动分离，并且改善了流动分布，从而减少了还原剂沉积物。混合器160的位置可允许还原剂适当地生成锥形喷雾，并且继而确保混合器160对于液滴分裂的最大利用率。混合器160还可以增加排气第一部分的排气流速，其可以剪切还原剂液滴并且能够进行二次雾化，并且由此改善还原剂蒸发。
在其他实施例中，扩散器150可定位在靠近第一出口116的第一气室内部容积118中。扩散器150包括联接到第二壁3的扩散器第一端151，并限定第一横截面。扩散器第二端153联接到第一出口116并限定比第一截面大的第二截面。靠近扩散器第二端153的扩散器150的至少一部分限定曲率。例如，扩散器150的一部分可以是具有从扩散器第一端151朝扩散器第二端153 延伸的恒定横截面的圆柱形。扩散器150的第二部分可从扩散器第一部分向第一出口116向外翻(例如向外弯曲或向外倾斜)。在其它实施例中，扩散器150 可被定位成使得扩散器第一端151与第二壁3之间存在间隙，例如以允许一部分排气进入间隙中，从而改善均匀性，减少还原剂沉积物形成和/或减少背压。在特定实施例中，间隙可以在1mm至5mm的范围内(例如，1、1.5、2、2.5、 3、3.5、4、4.5或5mm，包括其间的所有范围和值)。
扩散器开口155限定在靠近第一气室114第二端的扩散器150中。扩散器开口155构造成允许围绕扩散器150流动的排气第一部分进入扩散器 150并通过第一出口116排出。扩散器150靠近第一出口116的定位将扩散器 150恰好定位在SCR系统的上游，其可以流体地联接到第一出口116。扩散器 150增加了排气第一部分经行的距离，从而增加了还原剂与排气的混合，增强了还原剂液滴的蒸发，并且可通过增加排气第一部分的湍流和流速来进一步促进还原剂液滴的雾化。在特定实施例中，扩散器150可构造成允许包括排气第一部分、流过第二气室118的排气第二部分和流过第三气室122的排气第三部分(在下文进一步详细说明)的所有排气通过其中。
当排气第一部分围绕扩散器150朝向第一出口116流动时，排气第一部分的相对流围绕扩散器150流动并且在通过扩散器开口155进入扩散器 150时重新加入。相对流在扩散器150内相撞，这进一步增强了还原剂液滴的雾化，并且还可以提高排气流量。在各种实施例中，扩散器150可包括开口、穿孔、狭槽、气窗等以增加排气流向SCR系统的均匀性并减少流量限制。开口或穿孔的定位和位置可被定位成改变流速矢量以增强混合，开口的大小可变化以实现最佳流速，和/或扩散器150的形状可改变或旋转以减小或增加扩散器开口155，如下文中进一步详细描述。
在又一个实施例中，多孔板140可以位于第一出口116处。多孔板 140可防止任何还原剂沉积物流入SCR系统。此外，多孔板140还可以用作二级流动调节装置，以管理流动限制、分配、均匀性和/或还原剂液滴分布。尽管图1示出了包括直的多孔板的多孔板140，但在其他实施例中，多孔板140可以具有凹形或凸形的形状以便产生期望的排气第一部分的流动。此外，多孔板 140可具有包括在其中的均匀或不均匀的穿孔图案。
分解室100还包括连接至第一室110的第二室120。第二室120包括限定在第二壁3与第三壁5之间并且沿着分解室100的纵向轴线AL定位的第二气室124，使得第二气室124围绕第一气室114的至少一部分定位。第二气室124限定了第二气室内部容积128以及第二入口121，第二入口121连至第一入口112限定在第二壁3与第三壁5之间。第二入口121被构造成接收排气的排气第二部分。排气第二部分流入第一气室114周围的第二气室124，以维持流过第一气室内部容积118的排气第一部分的温度。
进一步扩展，第二室120充当位于第一室110的至少一部分周围的护套。第一气室114的第一入口112和第二气室124的第二入口121彼此相邻定位并且流体地联接到排气源(例如，发动机排气)。在一些实施例中，第一凸缘2可以联接到第一入口112和第二入口121中的每一个，以便提供与发动机排气的单个流体联接并且将第一入口112和第二入口121中的每一个流体联接到发动机排气。
随着排气进入分解室100，排气分成流入第一入口112的排气第一部分和朝第二气室内部容积128流入第二入口121的排气第二部分。通过将第一气室侧壁保持在期望的温度，排气第二部分能够对第一气室114进行热管理。这减少了还原剂沉积物，特别是在还原剂撞击第一气室侧壁的区域。
在一些实施例中，多个导向挡板6可定位在第二气室124中，如图 4所示。多个导向挡板6可促进排气第二部分在第二气室内部容积128内的均匀扩散，从而将整个第二气室内部容积128或其内的特定区域保持在期望的温度。在其他实施例中，多个气窗113可限定在第一入口112下游、混合器160 的上游的第一气室114中的第二壁3上。多个气窗113将第二气室124流体地联接到第一气室114。
多个导向挡板6可将排气第二部分从第二气室124的侧面引导至多个气窗113。在特定实施例中，多个气窗113可以包括多个孔眼或孔锥，如图 1-3、5-6所示。气窗113在第一气室侧壁上的定位在靠近第一还原剂插入端口 119的第一气室侧壁上形成排气第二部分基床，这可以减少还原剂在第一气室侧壁上的冲击。由于排气第二部分不包含任何还原剂，因此其上游引入可增加还原剂与排气的混合，促进蒸发并由此改善均匀性。
可调节多个气窗113的数量和/或开口面积以调节流量限制和/或冲击。此外，可基于冲击区域和/或混合要求调整多个气窗113的位置。图16-17 示出根据另一实施例的分解室400的各种视图。多个气窗413被限定在分解室 400的第一室410的第一气室的第一气室侧壁上，将第二室420的第二气室经由限定在第一气室侧壁的多个开口413流体连接到第一室410的第一气室。多个气窗413包括纵向气窗，纵向气窗定位成垂直于分解室400的纵向轴线在第一气室侧壁上。
在其他实施例中，狭槽、分流器、孔锥或任何其他特征可限定在第一气室侧壁上以用于将第二气室124流体地连接至其上。此外，第二气室内部容积128和/或第一气室侧壁与第二气室侧壁之间的间隙可以变化以调节还原剂插入速率和/或排气流速。
如上文所述，第二还原剂插入端口129被限定在靠近第一还原剂插入端口119的第二气室124中，如图2-3和5-7所示。例如，第一还原剂插入端口119和第二还原剂插入端口129可以轴向对齐。喷射器安装板115可以定位在第二还原剂插入端口129中，并且构造成其上安装喷射器(例如，图10-11 中所示的喷射器390)。喷射器安装板115限定孔117，孔117构造成允许还原剂插入第一气室内部容积118中。
在一些实施例中，分解室100还包括第三气室122。现在参照图14 和15，U形分隔件111可以定位在第一还原剂插入端口119和第二还原剂插入端口129周围的第二入口121中，使得分隔件111围绕第一还原剂插入端口119 和第二还原剂插入口端129限定第三气室122。第三气室122被构造成接收排气第三部分并且将流体地联接到第一还原剂插入端口119和第二还原剂插入端口129的喷射器与第一气室114热隔离。
在特定实施例中，喷射器将还原剂插入第三气室122中。流入第三气室122的排气第三部分可协助还原剂流入第一气室内部容积118(即，提供排气辅助插入还原剂)，确保适当的还原剂流速，以帮助形成还原剂喷雾并促进渗透进入排气第一部分。此外，排气第三部分流入第三气室122可以从第一气室114的较高温度为喷射器提供热屏蔽并且将喷射器尖端(例如还原剂插入喷嘴)的温度维持在低于温度阈值。排气第三部分还可带走积聚在喷射器尖端周围的还原剂液滴，从而避免在喷射器尖端上形成还原剂沉积物。
仍在其他实施例中，第一还原剂插入端口119可具有比第二还原剂插入端口129的横截面更大的横截面，并且以相对于纵向轴线AL倾斜一角度。第一还原剂插入端口119的较大横截面及其倾斜可促使较大的流速并且增加由排气第三部分流动辅助的还原剂插入速度。
第二室120可以具有用于安装喷射器安装板115和/或喷射器的结构或特征。在图1-7所示的一个实施例中，第二室120可以包括由第二还原剂插入端口129周围第二气室侧壁限定的凹部123。凹部123包括凹部基部125，第二还原剂插入端口129限定在该凹部基座125中。凹部123可以被构造成使得位于喷射器安装板115上的喷射器至少部分地被凹部123的凹部侧壁包围，以保护喷射器免受物理损坏。凹部123缩小经过第二还原剂插入端口129的还原剂插入点与第一还原剂插入端口119之间的距离，以促进排气辅助还原剂经由排气第三部分插入。
图8示出了俯视透视图，图9是根据另一实施例的分解室200的一部分的侧面横截面视图。分解室200包括具有第一气室214的第一室210和具有第二气室224的第二室220。第一还原剂插入端口219被限定在第一气室214 中。第二气室224包括喷射器安装部分225，其包括用于安装喷射器的扁平表面。第二还原剂插入端口229被限定在喷射器安装部分225中。
喷射器可以安装在靠近分解室100的第一入口112的任何合适的位置处。根据图10所示的特定实施例，分解室300a包括具有第二气室324a的第二室320a。第二气室324a限定了相对平坦的喷射器安装部分325a。喷射器 390安装在喷射器安装部分325a上，该喷射器安装部分325a定位成使得喷射器与纵向轴线AL轴向对齐。
根据图11所示的另一实施例，分解室300b包括第二室320b，第二室320b包括第二气室324b。第二气室324b还限定了平坦的喷射器安装部分 325b。然而，第二气室324b被定位成使得安装在其上的喷射器390相对于纵向轴线AL倾斜或定向成角度α(例如，在±90度的范围内)。相对于排气的流动方向倾斜喷射器390可有助于排气流的平滑和/或避免在第一气室侧壁或其角部上产生还原剂沉积物。此外，扁平的喷射器安装部分225、325a/b还可以在用后处理系统封装时减少分解室100、300a/b占据的空间。
在各种实施例中，本文所述的分解室100或任何其他分解室可具有光滑拐角以便于封装。例如，图12示出了分解室100的侧视图，图13示出了分解室100的后视图。第二气室124的第二气室侧壁包括光滑的圆角(例如，第二室120被模制成具有光滑的圆角)，这可以提供操作便利并且便于包装。
如前文所述，扩散器150可以包括开放区域、孔眼、狭槽、气窗等，以增加排气流向SCR系统的均匀性并减少流量限制。图18示出了根据一个实施例的分解室500的侧面横截面视图，图19显示了其一部分的放大图。分解室500包括第一室510和第二室520。第一室510包括第一入口512、限定第一气室内部容积518的第一气室514、和第一出口516。
扩散器550位于第一气室内部容积518内。扩散器550包括限定第一横截面的扩散器第一端551。扩散器第一端551被定位成使得第一气室514 的第一气室侧壁与扩散器第一端551之间存在间隙。在特定实施例中，间隙可在1mm至5mm的范围内(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5mm，包括其间的所有范围和值)。扩散器第二端553联接到第一出口516并限定比第一截面大的第二截面。扩散器550的扩散器第一部分是具有从扩散器第一端 551朝扩散器第二端553延伸的恒定横截面的圆柱形。扩散器550的扩散器第二部分朝向第一出口516向外弯曲。
多个第一孔眼557被限定在扩散器第一部分上，并且可以跨度小于扩散器第一部分的一半圆周。多个第一孔眼557允许流向扩散器550的排气第一部分的至少一部分通过其进入扩散器550，这可以进一步增加流动均匀性，调节流速和/或增强还原剂与排气第一部分的混合。
在特定实施例中，靠近第一出口516的第一气室514第一气室侧壁可以包括第一气室侧壁弯曲部分516a,第一气室侧壁弯曲部分516a引导排气第一部分朝向第一出口516流动。第一气室侧壁弯曲部分516a可以产生围绕扩散器550朝第一出口516流动的排气第一部分的两个相反涡流的更平滑过渡，消除再循环并且将排气第一部分流动朝向第一出口516投射。
图20示出了分解室600的侧面横截面视图，图21是根据另一实施例的分解室600的一部分的放大图。分解室600包括第一室610和第二室620。第一室610包括限定第一气室内部容积618的第一气室614和第一出口616。
扩散器650位于第一气室内部容积618内。扩散器650包括限定第一横截面的扩散器第一端651。扩散器第一端651被定位成使得第一气室614 的第一气室侧壁与扩散器第一端651之间存在间隙。在特定实施例中，间隙可在1mm至5mm的范围内(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5mm，包括其间的所有范围和值)。扩散器第二端653联接到第一出口616并限定比第一截面大的第二截面。扩散器650限定了扩散器开口655。扩散器650的扩散器第一部分是具有从扩散器第一端651朝扩散器第二端653延伸的恒定横截面的圆柱形。扩散器650的扩散器第二部分以从扩散器第一部分朝第一出口 616的角度向外翻(例如向外弯曲或向外倾斜)。
多个第一孔眼657被限定在扩散器第一部分上，并且可以跨度小于扩散器第一部分的圆周的一半。多个第二孔眼659也被限定在扩散器第二部分上。多个第二孔眼659与多个第一孔眼657可以进一步增加流动均匀性，调节流速和/或增强还原剂与排气第一部分的混合。
扩散器挡板672定位在扩散器650内并且从第一气室侧壁朝向第一出口616延伸。如图21所示，扩散器挡板672水平定位在扩散器650内。扩散器挡板672具有一宽度，小于扩散器650的扩散器宽度并且具有一长度，小于扩散器650的扩散器长度。扩散器挡板672可重新引导来自扩散器650的旁路排气第一部分流动，以便增加朝向第一出口616流动的排气第一部分均匀性。扩散器挡板672还可以包括孔眼、狭槽、气窗或者没有限定其中的开口。此外，尽管图20-21示出了扩散器挡板672是平面的，但是在其他实施例中，扩散器挡板672可以是凹的、凸的、弯曲的和/或具有任何其它合适的形状或尺寸。
在特定实施例中，第一气室弯曲板674定位在靠近第一出口616的第一气室614的第一气室侧壁上。第一气室弯曲板674从第一气室侧壁朝向第一出口616以向下的角度倾斜，并且构造成将排气第一部分引向第一出口616 流动。通过增大两个相反的涡流的自然流动分布，第一气室弯曲板674可以产生扩散器650周围流动的排气第一部分的两个相反涡流的更平滑的过渡。第一气室弯曲板674的轮廓可以被构造成通过分离排气第一部分的两个涡流而帮助维持涡流，并且有助于将排气第一部分流和还原剂液滴朝向第一出口616投射，以便增加均匀性。
图22示出了分解室600的侧面横截面视图，图23是仍根据另一实施例的分解室700的一部分的放大图。分解室700包括第一室710和第二室 720。第一室710包括限定第一气室内部容积718的第一气室714和第一出口 716。此外，第二室720包括第二气室724，其具有靠近第一出口716的第二气室第二端726。
扩散器750位于第一气室内部容积718内并且包括限定第一横截面的扩散器第一端751。扩散器第一端751被定位成使得第一气室714的第一气室侧壁与扩散器第一端751之间存在间隙。在特定实施例中，间隙可在1mm 至5mm的范围内(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5mm，包括其间的所有范围和值)。扩散器第二端753联接到第一出口716并限定比第一截面大的第二截面。扩散器750的扩散器第一部分是具有从扩散器第一端751朝扩散器第二端753延伸的恒定横截面的圆柱形。扩散器750的扩散器第二部分以从扩散器第一部分朝第一出口716的角度向外翻(例如向外弯曲或向外倾斜)。
多个纵向狭槽757被限定在扩散器第一部分上，并且从扩散器第一端751朝向扩散器第二部分轴向延伸。如先前关于扩散器750所述，多个第二孔眼759也被限定在扩散器第二部分上。扩散器挡板772定位在扩散器750内，并且可以在结构和功能上与扩散器挡板772基本相似。
第一气室弯曲板774定位在靠近第二气室第二端726的第一气室 714的第一气室侧壁上。第一气室弯曲板774以从第一气室侧壁朝向第一出口 716向下的角度倾斜。第一气室弯曲板774限定多个孔775，其在第二气室第二端726处将第二气室724流体地连接到第一气室714。排气第二部分的至少一部分可以通过多个孔775进入第一气室内部容积718，使得第一气室弯曲板 774除了将排气流引向第一出口716外还可以借由排气第二部分的该部分增加第一气室侧壁上的剪切力，并且将还原剂液滴推向第一出口716。
图24示出了分解室600的侧面横截面视图，图25是根据另一实施例的分解室800的一部分的放大图。分解室800包括第一室810和第二室820。第一室810包括限定第一气室内部容积818的第一气室814和第一出口816。
扩散器850位于第一气室内部容积818内。扩散器850包括限定第一横截面的扩散器第一端851。扩散器第一端851被定位成使得第一气室814 的第一气室侧壁与扩散器第一端851之间存在间隙。在特定实施例中，间隙可在1mm至5mm的范围内(例如，1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5或5mm，包括其间的所有范围和值)。扩散器第二端853联接到第一出口816并限定比第一截面大的第二截面。如先前关于扩散器650、750所述，扩散器850包括扩散器第一部分和扩散器第二部分，并且限定比扩散器650的扩散器开口655 大的扩散器开口855。
此外，多个第一孔眼857也被限定在扩散器第一部分上。多个第一孔眼857具有比扩散器550、650的多个第一孔眼557、657更大的直径和更密集的分布。此外，多个第一孔眼857跨度超过扩散器第一部分的圆周的一半。
多个第二孔眼859也被限定在扩散器第二部分上。多个第二孔眼859 具有比扩散器850的多个第二孔眼859更大的直径和更密集地分布。扩散器挡板872定位在扩散器850内并且从第一气室814的第一气室侧壁朝向第一出口 816延伸。此外，第一气室弯曲板874定位在第一气室814的第一气室侧壁上，并且以第一气室侧壁朝向第一出口816向下的角度倾斜。
图26示出了分解室600的侧面横截面视图，图27是仍根据另一实施例的分解室900的一部分的放大图。分解室900包括第一室910和第二室 920。第一室910包括限定第一气室内部容积918的第一气室914和第一出口 916。扩散器950位于第一气室内部容积918内并且限定扩散器开口955，扩散器开口955小于扩散器650的扩散器开口655和扩散器859的扩散器开口855。第一气室弯曲板974位于第一气室914的第一气室侧壁上。第一气室弯曲板974与第一出口916轴向对齐，并且从第一气室914的第一气室侧壁朝第一出口916 延伸。
图28示出了分解室600的侧面横截面视图，图29是根据另一实施例的分解室1000的一部分的放大图。分解室1000包括第一室1010和第二室 1020。第一室1010包括限定第一气室内部容积1018的第一气室1014和第一出口1016。
扩散器1050位于第一气室内部容积1018内。扩散器1050包括连接到第一气室侧壁的扩散器第一端1051和连接到第一出口1016的扩散器第二端1053。如前文关于扩散器650、750所述，扩散器1050包括扩散器第一部分和扩散器第二部分。多个第一孔眼1057被限定在扩散器第一部分上。
扩散器挡板1072定位在扩散器1050内并且从第一气室1014的第一气室侧壁朝向第一出口1016延伸。扩散器挡板1072具有扩散器挡板长度，其小于扩散器第一部分的扩散器第一部分长度的一半。此外，扩散器挡板1072 具有一宽度，其大约是扩散器挡板第一部分的一段的宽度，扩散器挡板1072 位于扩散器挡板第一部分内。第一气室弯曲板1074定位在第一气室1014的第一气室侧壁上，并且以第一气室侧壁朝向第一出口1016向下的角度倾斜。
图30-33是示出通过分解室100的排气第一部分、排气第二部分和排气第三部分的速度分布的CFD模拟。从模拟中可以明显看出，分解室100 构造成使得排气第一部分在第一气室中加速并且在第一出口处具有最大排气第一部分速度，并且在第一出口处具有高流动分布指数(FDI)，如图33突出显示的那样。
应该注意的是，本文术语“示例”来描述各种实施例旨在表示这样的实施例是可能的实施例、表示和/或可能实施例的说明(并且这样的术语不旨在暗示这样的实施例必然是不一般的或最优的例子)。
如本文所使用的术语“连接”等意味着两个构件直接或间接地彼此连接。这种连接可以是静止的(例如永久的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这样的连接可以通过两个构件或者两个构件和任何另外的中间构部件彼此一体地形成为单个整体，或者通过两个构件或者两个构件和任何另外的中间构件相互连接来实现。
需要特别注意的是，各种示例实施例的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了一些实施例，但阅读本公开内容的本领域技术人员将容易地认识到实质上不脱离本文所述主题的新颖教导和优点的许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例的变化、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)。此外，应该理解的是，如本领域普通技术人员将理解的，来自本文公开的一个实施例的特征可以与本文公开的其他实施例的特征组合。各种示例实施例的设计、操作条件和布置也可以在不脱离本发明的范围的情况下进行其他替换、修改、变化和省略。
尽管说明书包含许多特定的实施方式细节，但这些不应该被解释为对权利要求的任一实施例范围的限制，而是作为特定实施例的特定实施方式的技术特征的描述。在本说明书中在单独实现的上下文中描述的某些特征也可以在单个实现中组合实现。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以在多个实现中单独或以任何合适的子组合来实现。此外，虽然特征可以在上面描述为以某些组合起作用并且甚至最初要求如此，但是来自所要求保护的组合的一个或多个特征可以在一些情况下从该组合中删除，并且所要求保护的组合可以针对子组合或变型的子组合。

Claims (35)

1.一种用于后处理系统的分解室，其特征在于，所述的分解室包括：
第一壁；
第二壁；以及
第三壁；
其中，在所述第一壁与所述第二壁之间限定第一气室，所述第一气室沿着所述分解室的纵向轴线定位，所述第一气室限定第一气室内部容积，第一入口限定在所述第一壁和第二壁之间的所述第一气室的第一端处，所述第一入口被构造成在垂直于纵向轴线的第一方向上接收排气的排气第一部分，并且第一出口限定在所述第一壁与第二壁之间的所述第一气室与所述第一端相对的第二端上，所述第一出口构造成允许所述排气第一部分以与垂直于所述纵向轴线的所述第一方向相反的第二方向排出；和
其中在所述第二壁和所述第三壁之间限定第二气室，所述第二气室沿着所述分解室的纵向轴线定位，使得所述第二气室围绕所述第一气室的至少一部分定位，所述第二气室限定第二气室内部容积以及第二入口限定在第二壁和第三壁之间至第一入口，所述第二入口构造成接收所述排气的排气第二部分，所述排气第二部分流入所述第二气室以便围绕所述第一气室流动并保持流过所述第一气室的所述排气第一部分的温度。
2.根据权利要求1所述的分解室，其特征在于，还包括多个气窗，所述的气窗限定在所述第一气室的所述第二壁上，所述多个气窗将所述第二气室流体连接到所述第一气室。
3.根据权利要求2所述的分解室，其特征在于，还包括位于所述多个气窗下游的所述第一气室内的混合器。
4.根据权利要求2所述的分解室，其特征在于，还包括位于所述第一出口处的多孔板。
5.根据权利要求1所述的分解室，其特征在于，还包括位于所述第二气室的多个导向挡板，并且被构造成将排气第二部分均匀地散布在所述第二气室内部容积内。
6.根据权利要求1所述的分解室，其特征在于，还包括：
第一还原剂插入端口，所述第一还原剂插入端口至第一入口限定在第二壁；
第二还原剂插入端口，所述第二还原剂插入端口至第一还原剂插入端口限定在第三壁；
U形分隔件，所述的U形分隔件定位在所述第一还原剂插入端口和第二还原剂插入端口周围，以限定第三气室，所述第三气室构造成接收排气第三部分并将流体连接至所述第一还原剂插入端口和第二还原剂插入端口的喷射器与所述第一气室热隔离。
7.根据权利要求6所述的分解室，其特征在于，所述第一还原剂插入端口和第二还原剂插入端口定向成使所述喷射器与分解室的纵向轴线轴向对齐。
8.根据权利要求6所述的分解室，其特征在于所述第一还原剂插入端口和所述第二还原剂插入端口以相对于所述纵向轴线成非零角度取向，使得所述喷射器相对于所述纵向轴线以非零角度倾斜。
9.根据权利要求1所述的分解室，其特征在于，还包括位于所述第一入口处的多个挡板。
10.根据权利要求1所述的分解室，其特征在于，还包括：
扩散器，所述扩散器位于所述第一气室内部容积中，所述扩散器包括：
扩散器第一端，所述扩散器第一端靠近所述第二壁定位且限定第一横截面；
扩散器第二端，所述扩散器第二端连接到所述第一出口并限定第二横截面，所述第二横截面大于所述第一横截面，所述扩散器至少一部分至所述扩散器第二端限定曲率；和
开口，所述开口在所述扩散器中限定到所述第一气室的所述第二端，所述开口被构造成允许所述扩散器周围流动的所述排气第一部分进入所述扩散器并且通过所述第一出口排出。
11.根据权利要求10所述的分解室，其特征在于，所述的扩散器第一端联接至所述第二壁。
12.根据权利要求10所述的分解室，其特征在于，还包括位于所述扩散器内的扩散器挡板。
13.根据权利要求10所述的分解室，其特征在于，所述扩散器包括从所述扩散器第一端向所述扩散器第二端延伸并具有恒定横截面的扩散器第一部分，以及与所述扩散器第一部分朝向所述第二端连续并限定曲率的扩散器第二部分。
14.根据权利要求13所述的分解室，其特征在于，多个第一孔眼限定在所述扩散器第一部分中。
15.根据权利要求14所述的分解室，其特征在于，多个第二孔眼限定在所述扩散器第二部分中。
16.根据权利要求10所述的分解室，其特征在于，靠近所述第一出口的所述第一气室的第一气室侧壁包括第一气室侧壁弯曲部分，所述第一气室侧壁弯曲部分构造成将所述排气第一部分引导朝向所述第一出口。
17.根据权利要求10所述的分解室，其特征在于，第一气室弯曲板位于靠近所述第一出口的第一气室侧壁上，所述第一气室弯曲板从所述第一气室侧壁朝向所述第一出口以向下的角度倾斜。
18.根据权利要求17所述的分解室，其特征在于，所述第一气室弯曲板限定多个孔，所述多个孔将所述第二气室流体联接到所述第一气室。
19.一种用于后处理系统的分解室，其特征在于，所述的分解室包括：
第一壁；
第二壁；以及
第三壁；
其中，在所述第一壁与所述第二壁之间限定第一气室，所述第一气室限定第一气室内部容积，第一入口限定所述第一壁和第二壁之间的所述第一气室的第一端并被构造为接收排气的排气第一部分，以及第一出口限定在所述第一壁和第二壁之间的与第一气室第一端相对的第二端；和
其中在所述第二壁和所述第三壁之间限定第二气室，所述第二气室围绕所述第一气室的至少一部分定位，所述第二气室限定第二气室内部容积以及第二入口限定在所述第二壁和第三壁之间至第一入口，所述第二入口构造成接收所述排气的排气第二部分，所述排气第二部分流入所述第二气室以便围绕所述第一气室流动并保持流过所述第一气室的所述排气第一部分的温度。
20.根据权利要求19所述的分解室，其特征在于，还包括位于第一入口处的多个挡板。
21.根据权利要求19所述的分解室，其特征在于，还包括多个气窗，所述的气窗限定在所述第一气室的所述第二壁上，所述多个气窗将所述第二气室流体连接到所述第一气室。
22.根据权利要求21所述的分解室，其特征在于，还包括位于多个气窗下游的所述第一气室内的混合器。
23.根据权利要求21所述的分解室，其特征在于，还包括位于所述第一出口处的多孔板。
24.根据权利要求21所述的分解室，其特征在于，还包括多个导向挡板，所述多个导向挡板位于所述第二气室中并且构造成将所述排气第二部分均匀地分布在所述第二气室内部容积内，所述多个导向挡板还构造成将排气第二部分从第二气室的侧面朝向多个气窗引导。
25.根据权利要求19所述的分解室，其特征在于，还包括：
第一还原剂插入端口，所述第一还原剂插入端口至第一入口限定在第二壁；
第二还原剂插入端口，所述第二还原剂插入端口至第一还原剂插入端口限定在第三壁；
U形分隔件，所述的U形分隔件定位在所述第一还原剂插入端口和第二还原剂插入端口周围，以限定第三气室，所述第三气室构造成接收排气第三部分并将流体连接至所述第一还原剂插入端口和第二还原剂插入端口的喷射器与第一气室热隔离。
26.根据权利要求19所述的分解室，其特征在于，还包括：
扩散器，所述扩散器位于所述第一气室内部容积中，所述扩散器包括：
扩散器第一端，所述扩散器第一端靠近所述第二壁定位且限定第一横截面；
扩散器第二端，所述扩散器第二端连接到所述第一出口并限定第二横截面，所述第二横截面大于所述第一横截面，至少一部分所述扩散器至所述扩散器第二端限定曲率；和
开口，所述开口在所述扩散器中限定到所述第一气室的所述第二端，所述开口被构造成允许所述扩散器周围流动的所述排气第一部分进入所述扩散器并且通过所述第一出口排出。
27.根据权利要求26所述的分解室，其特征在于，所述的扩散器第一端联接至第二壁。
28.根据权利要求26所述的分解室，其特征在于，还包括位于所述扩散器内的扩散器挡板。
29.根据权利要求28所述的分解室，其特征在于，所述扩散器挡板具有长度和宽度，所述长度和宽度分别小于所述扩散器的扩散器长度和扩散器宽度。
30.根据权利要求26所述的分解室，其特征在于，所述扩散器包括从所述扩散器第一端向所述扩散器第二端延伸并具有恒定横截面的扩散器第一部分，以及与所述扩散器第一部分朝向所述第二端连续并限定曲率的扩散器第二部分，其中多个第一孔眼限定在所述扩散器第一部分内。
31.根据权利要求30所述的分解室，其特征在于，多个第一孔眼跨度小于所述扩散器圆周的一半。
32.根据权利要求30所述的分解室，其特征在于，多个第二孔眼限定在所述扩散器第二部分中。
33.根据权利要求30所述的分解室，其特征在于，多个纵向狭槽限定在所述扩散器第一部分上，所述多个纵向狭槽从所述扩散器第一端朝向所述扩散器第二部分轴向延伸。
34.根据权利要求26所述的分解室，其特征在于，第一气室弯曲板位于靠近所述第一出口的第一气室侧壁上，所述第一气室弯曲板从所述第一气室侧壁朝向所述第一出口以向下的角度倾斜。
35.根据权利要求34所述的分解室，其特征在于，所述第一气室弯曲板限定多个孔，所述多个孔将所述第二气室流体联接到所述第一气室。
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